Trasnaíocht Dé-Bhearna Leictreon

1 · Tuar

Leictreoin a scaoiltir in aon cheann amháin ag an am trí dhá bhearna chaol tógann patrún trasnaíochta ar scáileán, ar nós a ndéanann tonnta solais. An dtugann leictreon níos tapa (tonnfhad de Broglie níos giorra) frainsí níos leithne nó níos cúinge?

2 · Socrú

  1. Oscail an réamhshocrú electron-double-slit agus brúigh Athshocraigh. Scaradh na mbearnaí = 100 nm, fad an scáileáin = 50 cm.
  2. Cumasaigh na léamha tonnfhad de Broglie agus spásála na frainsí.
  3. Socraigh fuinneamh cineiteach an leictreon do gach triail agus taifead spásáil trasnaíochtúil na frainsí ar an scáileán.

3 · Bailigh Sonraí

Fuinneamh cineiteach K (eV)Tonnfhad de Broglie λ (pm)Spásáil frainsí y (cm)
100.00
150.00
200.00

Breac spásáil na frainsí y (y-ais) in aghaidh tonnfhaid λ (x-ais) do do chuid trialacha. An bhfuil an líne díreach tríd an mbunphointe?

4 · Anailísigh

  1. Do thriail amháin, áirigh λ = h/√(2m_eK), ansin spásáil na frainsí y = λL/d le fad an scáileáin L = 50 cm agus scaradh na mbearnaí d = 100 nm. Cuir an dá cheann i gcomórtas leis an tábla.
  2. Mínigh cén fáth gurb ionann é seo agus foirmle frainsí an dé-bhearna céanna a úsáidtear do sholas — nuair a ghlacann leat go bhfuil tonnfhad ag leictreoin, leanann a bpatrún trasnaíochta matamaitic thonnach ionann go díreach.

5 · Leathnaigh

  1. Go haitheantach, tógtar an patrún trasnaíochta seo fiú nuair a scaoilfear leictreoin tríd an gcóras in aon cheann amháin ag an am, le bearnaí fada eatarthu. Mínigh cén fáth go ndíríonn sé seo ar an smaoineamh gur simplí rud é go bhfuil leictreoin ag cur in aghaidh a CHÉILE, agus gur léiríonn sé ina ionad go gcuireann gach leictreon, ar bhealach éigin, ‘ina aghaidh féin’.
  2. Dá gcoinneáil brathadóir chun a chinneadh cén bhearna ar chualach gach leictreon tríthi, d’imíonn an patrún trasnaíochta — faigheann dhá bhandáin shimplí ina ionad. Cén fáth, b’fhéidir, a léiríonn ‘an cosán a thomhas’ scrios bunúsach an trasnaíocht thoinn?

An Fhisic atá taobh thiar den Turgnamh seo

Tonnfhad de Broglie

Gníomhaíonn leictreon le móimintim mar thonn le tonnfhad λ = h/p = h/√(2mK) — sin é an tonnfhad a shocraíonn ansin an patrún trasnaíochta. Mar a bhíonn le solas, tagann dhá fhoinse comhleanúnacha atá ar leithligh faoi fhad d le frainsí spásáilte ag y = λL/d ar scáileán ag fad L; bíonn λ níos giorra ag leictreon níos tapa (K níos airde) agus mar sin frainsí níos dlúithe.

← Ar ais chuig an turgnamh

Fisic Nua-Aimseartha

138 Bileog Saothair Fhisice Inphriontáilte Saor